آب و خاک

چکیده به­منظور بررسی پاسخ گیاه شبدر برسیم به تلقیح باکتری ریزوبیوم تریفولی و قارچ‌های آربسکولار میکوریز در خاک‎های آلوده به کادمیم، آزمایشی به­صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار اجرا گردید. فاکتورهای مورد بررسی شامل سطوح مختلف آلودگی خاک به کادمیم (صفر، 10، 25، 50 و 100 میلی­گرم بر کیلوگرم خاک) و تلقیح با میکروارگانیسم شامل قارچ‌های آربسکولار میکوریز گونه‌های گلوموس موسه­آ و گلوموس اینترارادیسز و باکتری ریزوبیوم تریفولی بودند. نتایج آزمایش نشان داد که تأثیر کادمیم بر وزن تر بخش هوایی و ریشه و غلظت آهن، روی و کادمیم بخش هوایی و ریشه گیاه شبدر برسیم در سطح احتمال یک درصد معنی­دار شد. با افزایش غلظت کادمیم در خاک، وزن تر بخش هوایی و ریشه و غلظت آهن و روی کاهش یافتند؛ اما بیشترین غلظت کادمیم بخش هوایی و ریشه و جذب کادمیم زیست­توده گیاه مربوط به تیمار 100 میلی­گرم کادمیم بر کیلوگرم خاک بود. همچنین نتایج نشان داد که تأثیر تلقیح با قارچ‌های آربسکولار میکوریز و باکتری ریزوبیوم تریفولی بر صفات اندازه‌گیری شده در سطح احتمال 1 درصد معنی­دار شد. بیشترین وزن تر بخش هوایی و ریشه و غلظت عناصر کم‌مصرف نیز در اثر تلقیح مشترک قارچ میکوریز گلوموس موسه­آ و باکتری ریزوبیوم تریفولی (MT) مشاهده شدند. با توجه به نتایج اثرات متقابل آزمایش می­توان بیان کرد که، با افزایش کادمیم در خاک عملکرد گیاه شبدر کاهش یافت ولی استفاده از تلقیح مشترک قارچ میکوریز گلوموس موسه­آ و باکتری ریزوبیوم تریفولی (MT) موجب بهبود و حفظ عملکرد گیاه شبدر در خاک‎های آلوده به کادمیم شد. در نتیجه برای کشت شبدر در خاک‌های آلوده به کادمیم می­توان از این تلقیح مشترک (MT) برای بهبود عملکرد استفاده کرد.

چکیده فرسایش شیاری یکی از مهم‌ترین اشکال فرسایش خاک در دامنه‌ها است. روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری این نوع فرسایش وجود دارد که یکی از آن‌ها روش جایگزینی حجمی است. هدف از انجام این پژوهش بررسی دقت روش جایگزینی حجمی در برآورد فرسایش شیاری در خاک‌های مختلف تحت شیب متفاوت است. برای انجام این مطالعه فرسایش شیاری در سه خاک با بافت مختلف (لوم، لوم رسی و لوم رس شنی) تحت چهار شیب متفاوت (5، 10، 15 و 20 درصد) با استفاده از جریانی با دبی ثابت 5/0 لیتر بر دقیقه در فلومی به ابعاد 4×32/0×3/0 متر اندازه‌گیری شد. برای برآورد مقدار فرسایش شیاری با استفاده از روش جایگزینی حجمی، شیار ایجاد شده توسط جریان با استفاده از خاک عبور داده شده از الک دو میلی‌متر، جایگزین و وزن خاک فرسایش‌یافته تعیین شد. خطای روش با استفاده از آماره‌های ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای مطلق (ME) ارزیابی شد. بر اساس نتایج، مقدار فرسایش شیاری تحت تأثیر هر دو عامل (بافت خاک و درصد شیب) و برهمکنش بین آن دو قرار گرفت. بیش‌ترین مقدار فرسایش شیاری در خاک لوم رسی (g/m^-2.sec 16/3) و کم‌ترین آن در خاک لومی (g/m^-2.sec 10/0) مشاهده شد. در هر سه خاک مورد بررسی، روش جایگزینی حجمی منجر به بیش‌برآورد در فرسایش شیاری شد و بیش‌ترین خطای برآورد در خاک لوم رس شنی با (g/m².sec) 72/2 RMSE= و (g/m².sec) 017/7 ME= بود. با افزایش شیب سطح، مقدار خطای برآورد نیز افزایش یافت. این پژوهش نشان داد که روش جایگزینی حجمی، دچار عدم قطعیت در برآورد مقدار فرسایش شیاری با استفاده از نمونه خاک مشابه به ویژه در شیب‌های تندتر و خاک‌های حساس است. تغییرات فیزیکی خاک داخل شیار در اثر جریان آب و عدم مطابقت چگالی ظاهری نمونه خاک مشابه با خاک اصلی، از یک سو و رسوب‌گذاری پیوسته ذرات در طول شیار از سوی دیگراز دلایل این موضوع بود.

چکیده کربن خاک که شامل کربن آلی و کربن غیر آلی می­باشد، به دلیل تأثیر مهم آن بر گرمایش جهانی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. علی­رغم اهمیت کربن موجود در خاک­های مناطق خشک و نیمه­خشک در چرخه جهانی کربن، تحقیق در مورد ذخایر کربن در مقیاس خاکرخ در خاک­های این مناطق به اندازه کافی انجام نشده است. در این مطالعه، توزیع عمودی و ذخیره کربن آلی، کربن غیر آلی و کربن کل در خاکرخ­های خاک منطقه ساردوئیه (جنوب کرمان) واقع در اقلیم نیمه­خشک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقدار کربن آلی خاک در افق­های سطحی خاک بیشتر است و با افزایش عمق کاهش می­یابد. در حالی که کربن غیر آلی خاک در افق­های سطحی خاک حداقل است و در افق­های زیرسطحی افزایش می­یابد. ذخیره کربن آلی خاک بین 52/5 تا  kg m^-2 48/9 و ذخیره کربن غیر آلی در خاکرخ­های خاک بین 41/14 تا kg m^-2  34/91 می­باشد. سهم ذخیره کربن غیر آلی خاک از کربن کل خاک به­طور متوسط 5/77 درصد است و حدود 89 درصد آن در افق­های زیرسطحی (زیر 25 سانتی­متر) ذخیره شده است. میانگین سهم ذخیره کربن آلی خاک از کربن کل خاک نیز 4/22 درصد می­باشد. همچنین، نسبت ذخیره کربن غیر آلی به کربن آلی در خاکرخ‌های منطقه مورد مطالعه به طور متوسط 27/4 می­باشد.

چکیده کمبود عناصر کم­مصرف، به­ویژه روی، به­خاطر کاهش رشد و نمو گیاهان و در نتیجه تحت تأثیر قرار دادن زندگی انسان­ها یک مشکل جهانی است. بعضی از راه­کار­های مورد استفاده توسط گیاهان روی-کارا برای جذب و استفاده بهینه از روی خاک ممکن است در جذب دیگر عناصر کم­مصرف از جمله آهن، مس و منگنز تداخل ایجاد کند. برای مطالعه اثر کمبود روی بر غلظت عناصر روی، آهن، مس و منگنز در ریشه، شاخساره و دانه ارقام گندم نان با روی­کارایی متفاوت، آزمایشی به­صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کاملاً تصادفی در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه ارومیه در سال 1396 انجام شد. به­این منظور چهار رقم گندم نان شامل دو رقم روی-کارا (بیات و نیک­نژاد) و دو رقم روی-ناکارا (هیرمند و کرج 1) در گلدان­های حاوی خاک شنی شسته شده­ی بدون روی (عدم کاربرد روی) و حاوی روی کافی (کاربرد 5 میلی­گرم درکیلوگرم) کاشته شدند. نمونه­گیری از ریشه و شاخساره در مرحله 30 درصد سنبله­دهی و دانه در زمان رسیدگی کامل انجام گرفته و غلظت عناصر روی، آهن، مس و منگنز در اندام­ها اندازه­گیری شد و میانگین ارقام روی-کارا و میانگین ارقام روی-ناکارا محاسبه گردید. نتایج نشان داد کاهش روی خاک باعث شد در ریشه، غلظت آهن و مس (به‌ترتیب 97/37 و 9/7 درصد) و در دانه، غلظت آهن و منگنز (به­ترتیب 58/24 و 33/6 درصد) افزایش یابد. هم­چنین با کاهش روی خاک، غلظت منگنز در ریشه (15 درصد) و غلظت آهن، مس و منگنز در شاخساره (به­ترتیب 44/39، 5/28 و 19/16 درصد) و غلظت مس در دانه (51/24 درصد) کاهش پیدا کرد. در مقایسه با ارقام روی-ناکارا، غلظت روی، مس و منگنز ریشه (به­ترتیب 4/13، 88/44 و 32/10 درصد) و غلظت آهن دانه ارقام روی-کارا (42/6 درصد) بیش­تر بود. در شرایط کمبود روی، ارقام روی-کارا از غلظت آهن ریشه (55/18 درصد) و غلظت روی دانه (11 درصد) بیش­تری نسبت به ارقام روی-ناکارا برخوردار بودند. مقایسه توانایی انتقال نسبی عناصر به شاخساره ارقام با روی کارایی متفاوت نشان داد، در شرایط کمبود روی، ارقام روی-کارا از توانایی کم­تری در انتقال روی (85/53 درصد)، آهن (69/29 درصد)، مس (69/21 درصد) و منگنز (17/50 درصد) در مقایسه با ارقام روی-ناکارا (به ترتیب با 77/79، 68/37، 65/27 و 91/70 درصد) برخوردار بودند. به­طورکلی می­توان گفت، ارقام روی-کارای گندم نان از غلظت عناصر کم­مصرف روی، آهن و منگنز بیش­تری در ریشه و دانه برخوردار بوده و قابلیت استفاده از عناصر کم­مصرف در اندام­های آن­ها بیش­تر از ارقام روی-ناکاراست، با این­حال ارقام روی-کارا از توانایی کم­تری در انتقال روی، آهن، مس و منگنز از ریشه به شاخساره برخوردار هستند.

چکیده فرسایش خاک یکی از مهمترین عوامل تخریب خاک است که ویژگیهای توپوگرافیکی دارای تاثیرات معنی­داری بر روی چگونگی وقوع و توزیع مکانی آن می­باشد. در این پژوهش توزیع مکانی فرسایش خاک و رسوب در حوضه­ی آبریز زوجی شوش واقع در استان خوزستان متاثر از الگوریتم­های مختلف شیب، توسط مدل WaTEM/SEDEM با در نظر گرفتن فرسایندگی باران (R)، فرسایش پذیری خاک (K)، پستی و بلندی (LS)، پوشش گیاهی (C) و مدیریت (P) ارزیابی شد. نتایج همبستگی بین پارامترهای ورودی مدل با میزان فرسایش خاک نشان داد که عامل LS دارای بیشترین میزان همبستگی با فرسایش خاک است که بیانگر بیشترین تاثیرگذاری عامل پستی و بلندی بر روی توزیع مکانی فرسایش خاک می­باشد. همچنین نتایج نشان داد که بین مقادیر برآوردی رسوب در شکل­های مختلف شامل کل رسوبات تولید شده، کل رسوبات ته­نشین شده و کل رسوبات خروجی از حوضه، بین الگوریتم­های مختلف شیب شامل گاورز (Govers)، مک­کوول، نییرینگ و ویشمایر- اسمیت اختلاف وجود دارد. با توجه به مقایسه­ی مقادیر برآورد شده با اندازه­گیری شده، الگوریتم نییرینگ نتایجی به مراتب منطبق­تر با مقادیر اندازه­گیری شده ارایه داده است. نتایج شبیه­سازی رابطه­ی مطلوبی را با مقادیر اندازه­گیری شده نشان داده است در نتیجه خروجی­های مدل WaTEM/SEDEM بر پایه­ی الگوریتم­های نییرینگ، امکان شناسایی مکان­های بحرانی فرسایش و یا تولید رسوب در منطقه را فراهم نموده است، لذا ابزاری کارآمد جهت اتخاذ بهترین شیوه­های مدیریتی (BMPs) موثر برای کنترل مناطق بحرانی محسوب می­شود.

چکیده این پژوهش با هدف شناسایی باکتری­هایی با بیشترین توان حل­کنندگی فسفات برای افزایش کارایی کودهای فسفاتی و کاهش آلودگی­های زیست­محیطی در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی زرقان در استان فارس به­صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با 12 تیمار کودی در دو حالت کاشت ذرت و بدون کاشت در 3 تکرار اجرا شد. تیمارها شامل کود گوگرد و کود زیستی حاوی باکتری تیوباسیلوس در چهار سطح (عدم مصرف گوگرد و کود زیستی حاوی تیوباسیلوس (S₀)، مصرف 500 کیلوگرم گوگرد + 10 کیلوگرم در هکتار کود زیستی حاوی تیوباسیلوس (S₁)، مصرف 1000 کیلوگرم گوگرد + 20 کیلوگرم در هکتار کود زیستی حاوی باکتری تیوباسیلوس (S₂)، مصرف 2000 کیلوگرم گوگرد + 40 کیلوگرم در هکتار کود زیستی حاوی حاوی تیوباسیلوس (S₃)) و کود سوپرفسفات تریپل در سه سطح (عدم مصرف کود سوپر فسفات تریپل (p ₀)، مصرف 100 درصد کود سوپر فسفات تریپل بر اساس آزمون خاک (p ₁) و مصرف 65 درصد کود سوپر فسفات تریپل بر اساس آزمون خاک (p ₂)). بدین منظور جمعیت باکتری­های حل­کننده فسفات در تیمار­های اعمال شده شمارش و تعداد 60 جدایه فعال جداسازی، خالص­سازی و از نظر توان حل فسفات معدنی در محیط کشت جامد پیکووسکایا مورد بررسی قرار گرفتند، نتایج نشان داد که همه جدایه­ها توانایی انحلال فسفر را دارا هستند، اما در این بین تعداد 15 جدایه باکتری توانایی انحلال فسفات بیشتری نسبت به سایر جدایه­ها داشتند، که از این تعداد 7 باکتری متعلق به گونه Bacillus megaterium، 3 باکتری به گونه Bacillus subtilis، 2 باکتری به گونه Bacilluscereus و 3 باکتری متعلق به گونه Pseudomonasfluorescent بودند. با توجه به یافته­های این پژوهش می­توان گامی نو در جهت تولید کود­های بیولوژیک فسفاته برداشت.

چکیده آبیاری با آب مغناطیسی شده سبب افزایش کارایی مصرف آب در بقولات می­شود. اما اطلاعاتی درباره وضعیت گره­زایی باکتریایی بر روی ریشه آنها با چنین روش آبیاری وجود ندارد. بنابراین، پژوهشی به صورت گلدانی در شرایط هوای آزاد در محوطه گلخانه تحقیقاتی دانشگاه بوعلی سینا همدان به اجرا درآمد تا تاثیر این روش آبیاری را بر همزیستی پنج رقم سویا با باکتری ریزوبیوم اختصاصی سویا بررسی کند. مغناطیسی کردن آب با عبور دادن آن از لوله آهنربایی با شدت میدان مغناطیسی 68/0 تسلا انجام گرفت. آبیاری با آب مغناطیسی شده سبب خروج سریع­تر گیاهچه­ها از خاک شد. بجز در مورد تعداد دانه در غلاف، آبیاری با آب مغناطیسی شده توانست تمام ویژگی‌ها (وزن خشک اندام هوایی و ریشه، محتوی نیتروژن اندام هوایی و ریشه، تعداد و وزن گره­های باکتریایی، تعداد غلاف، وزن صد دانه و عملکرد دانه بوته) را در تمامی ارقام سویا افزایش دهد ولی میزان این افزایش‌ها بسته به نوع رقم متفاوت بود. افزایش تعداد گره در ارقام امیر، زان، صبا، کوثر و هابیت به ترتیب برابر 7/33، 3/55، 1/40، 7/62 و 6/51 درصد بود. با این وجود، تنها در دو رقم زان و کوثر، آبیاری با آب مغناطیسی شده سبب افزایش معنی­دار وزن خشک گره­­ها به ترتیب به میزان 0/70 و 1/45 درصد شد. آثار بهبود فعالیت باکتری تحت شرایط آبیاری با آب مغناطیسی شده بر عملکرد دانه بوته نیز نمایان شد. بطوری که افزایش عملکرد دانه تک بوته در ارقام امیر، زان، صبا، کوثر و هابیت به ترتیب برابر 8/34، 1/35، 4/43، 8/26 و 3/21 درصد بود. بنابراین آبیاری با آب مغناطیسی شده نه تنها سبب بهبود گره‌زایی سویا شده بلکه باعث افزایش عملکرد نیز می‌شود.

چکیده انتخاب مهم­ترین ویژگی­های فیزیکی کیفیت خاک و تجمیع آنها در قالب یک شاخص، می­تواند به اخذ تصمیمات صحیح مدیریتی منابع و اراضی کمک شایانی نماید. این پژوهش با هدف تعیین شاخص کیفیت فیزیکی خاک در پنج کلاس بافتی لوم، لوم شنی، لوم سیلتی، لوم رسی و لوم رسی سیلتی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی طرق در استان خراسان­رضوی انجام شد. پس از نمونه­برداری­های لازم از خاک 30 نقطه و انجام اندازه­گیری­های صحرایی و آزمایشگاهی، تعداد 35 ویژگی فیزیکی خاک تعیین و با استفاده از روش آماری تجزیه مؤلفه­های اصلی، مهم­ترین ویژگی­های فیزیکی کیفیت خاک تعیین گردید. سپس با وزن­دهی و استفاده از دو روش امتیازدهی خطی به ویژگی­های منتخب، شاخص کیفیت فیزیکی خاک در قالب یک مقدار عددی محاسبه شد. نتایج نشان داد که تنها شش ویژگی فیزیکی خاک شامل میانگین قطر منافذ، آب قابل استفاده (ظرفیت مزرعه در مکش 100 سانتی­متر)، تخلخل کل، انرژی انتگرالی دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (ظرفیت مزرعه در مکش 330 سانتی­متر)، شاخص پایداری خاک­دانه و آب قابل استفاده (ظرفیت مزرعه در مکش 330 سانتی­متر) می­توانند حدود 90 درصد تفاوت خاک­های مورد مطالعه را توجیه نمایند. مقایسه روش­های مختلف محاسبه شاخص عددی کیفیت فیزیکی خاک نشان داد که بیش­ترین مقدار ضریب حساسیت مربوط به روش انتخاب متغیرها با استفاده از تجزیه مؤلفه­های اصلی و وزن­دهی آنها و استفاده از روش امتیازدهی در محدوده بین صفر و یک بوده و شاخص محاسبه شده با این روش به‌عنوان مناسب­ترین معیار جهت طبقه­بندی خاک­های مطالعه­ شده در قالب چهار کلاس کیفیت خاک می­باشد.

چکیده عناصر مس و روی یکی از عناصر کم­مصرف لازم برای رشد گیاهان است که قابلیت استفاده آن­ها توسط بسیاری از عوامل تحت­تأثیر قرار می‌گیرند. فرآیندهای جذب نقش تعیین­کننده بر حلالیت عناصر مذکور در محلول خاک و درنتیجه دردسترس بودن آن­ها برای گیاهان ایفا می­کند. اسیدهومیک مهم­ترین بخش آلی خاک بوده که دارای توانایی جذب فلزات می­باشد. هدف از این تحقیق استخراج اسیدهومیک خاک، مطالعه جذب سطحی عناصر بر سطح اسیدهومیک و تعیین ضرایب جذب سطحی آن­ها با استفاده از همدماهای جذب می­باشد. در این پژوهش ده نمونه خاک سطحی از مناطق جنگلی استان گیلان جمع­آوری شد. اسیدهومیک موجود در خاک­ها با استفاده از محلول­های 1/0 مولار NaOH و 6 مولار HCl استخراج و با 1/0 مولار HCl + 3/0 مولار HF خالص­سازی شد. همدمای جذب عناصر (فلزات) مس و روی با به تعادل رساندن اسید هومیک با محلول­هایی با غلظت 10، 20، 40، 60 و 80 میلی­گرم بر لیتر مس و روی بترتیب از منابع  CuSO₄و  ZnCl₂در محلول زمینه Ca(NO₃)₂ 01/0 مولار بدست آمد. نمونه­ها به مدت 12 ساعت در 5pH= و دمایC°25 در شیکرانکوباتور تکان داده شدند، سپس نمونه­ها سانتریفیوژ و مایع رویی از کاغذ صافی عبورداده و توسط دستگاه جذب اتمی قرائت شد. داده­های آزمایشی بر سه مدل همدمای لانگمویر، فروندلیچ و تمکین برازش داده شدند. دقت برازش داده­ها براساس معیارهای ارزیابی R² وRMSE نشان داد که مدل فروندلیچ جذب مس و روی را به خوبی توصیف می­کند. با انجام مقایسه میانگین بین مقادیر حداکثر جذب محاسبه شده از مدل لانگمویر نشان داد که جذب مس بیشتر از روی است.

چکیده جهان امروزه جریان بی‌سابقه‌ای از شهری ‌شدن را تجربه می‌نماید. با توسعه شهرنشینی، وسعت بیشتری از پوشش طبیعی مناطق کشاورزی و جنگل جای خود را به شهرها داده و معضلات اکولوژیستی شهری، منجمله ایجاد جزایر حرارتی، برای زیست‌گاه موجودات زنده فراهم آورده است. از طرفی گرم شدن زمین در سالیان اخیر بر اثر پدیده گرمایش جهانی نیز، که بر اثر فعالیت‌های انسانی ایجاد می‌شود، بر این مشکلات می‌افزاید. اما این دو منشاء یکسانی نداشته و تفکیک آن از طریق تفاضل مقادیر بدست آمده در شهر و نقاط مجاور، در مدیریت شهری لازم و ضروری است. پژوهش حاضر بر روی دشت مشهد، با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 5، لندست 7 و لندست 8 بین سال‌های 1996 تا 2016 میلادی انجام گردید. در این مطالعه به کمک روش‌های مختلف تعیین دمای سطح (LST)، دمای پوشش گیاهی محاسبه شد. نتایج نشان داد که میانگین دمای سطح زمین (LST) منطقه مطالعاتی در روزهای تحت بررسی، به­طور میانگین بین 9/17 تا 0/49 درجه سانتی‌گراد در مناطق مختلف آن دارای تغییرات زمانی و مکانی است. بیشترین و کمترین مقادیر میانگین دمای سطح زمین به ترتیب در کاربری‌های شهری و کوهستانی مشاهده شد. هم­چنین، مناطق شهری دارای تفاوت محسوس دمای سطح زمین (LST) نسبت به سایر کاربری‌ها می­باشد. نتایج استفاده از الگوریتم‌های مختلف محاسبه LST در دشت مشهد نشان داد که روش پنجره مجزا (SW) نسبت به سایر روش‌ها مقادیر بالاتری از LST را ارائه می‌دهد، این روند تقریباً در تمامی کلاس‌های کاربری اراضی در منطقه مطالعاتی دیده شد. در مناطق شهری، از بین روش‌های مختلف تعیین LST، بیشترین همبستگی‌ها بین دمای هوا در ایستگاه سینوپتیک مشهد و LST محاسباتی به روش تک کاناله یا SC دیده شد (R²=0.964). در مناطق کوهستانی و کشاورزی، نیز بیشترین همبستگی‌ها بین دمای هوا و LST محاسباتی به روش تک پنجره اصلاحی یا IMW دیده شد (R²=0.951) و (R²=0.943).